基于PDA手機終端的野外流動地震監(jiān)測網(wǎng)巡航系統(tǒng)的開發(fā)與應用＊

方 韡

（廈門地震勘測研究中心，福建 廈門 361021）

野外流動地震監(jiān)測網(wǎng)主要由流動重力監(jiān)測網(wǎng)、流動地磁監(jiān)測網(wǎng)、跨斷層水準測量、GPS監(jiān)測網(wǎng)各部分組成。以福建流動重力監(jiān)測網(wǎng)為例，全省一共布有200多點，一天跑五六百公里也是家常便飯，重力測量又分往返測，經(jīng)常會遇到過點、漏測的情況，現(xiàn)在很多車載軟件只能根據(jù)名稱巡航，不能根據(jù)經(jīng)緯度巡航，而專業(yè)的GPS手持（帶彩色地圖的）價格昂貴，如何減輕地震工作人員的工作強度，提高工作效率，降低工作成本，筆者通過幾期測量實踐，得到了一套基于 PDA手機結合 GPS模塊在野外流動監(jiān)測測量中具體實施方案，包括室內(nèi)配準地圖、室內(nèi)展布全網(wǎng)測點，結合GPS模塊巡航的工作流程。經(jīng)過應用實踐證明，采用此方法具有高效又節(jié)約成本的特點。

1 巡航系統(tǒng)組成

1.1 應用原理

本方法應用GPS定位方式中的動態(tài)定位技術，利用安裝在手機PDA終端設備上的 OZI軟件，在手機上對地震流動監(jiān)測網(wǎng)進行巡航，通過手機中的 GPS模塊，實時測得GPS接收信號天線所在的位置，不僅可測得運動載體的實時位置，還可測定其運動速度、時間和方位等狀態(tài)參數(shù)，從而引導該物體向預定方位進行導航，見圖1。

圖1 應用原理圖

1.2 OZI軟件簡介

OziExplorer（簡稱 OZI）是一套全球知名的地圖，主要用于配合GPS（全球定位系統(tǒng)）一起使用。其有以下特點：

1.2.1 地圖來源極其豐富

由于使用位圖地圖資源，以極其強大的校正地圖功能，使得任何一位有電腦操作經(jīng)驗的人員都可以把手上任何一種地圖資源轉換為OZI的地圖，從而使OZI成為全球地圖資源最為豐富的地圖軟件。

1.2.2 OZI可以運行于多種硬件平臺

OZI可以運行于PC和PPC兩大硬件平臺，用戶可以在PC版本OZI的強大編輯功能，也可以使用筆記本電腦直接進行定位導航；同時OZI For PPC版本的超級便攜特點，使得OZI成為除手持式GPS以外最受廣泛戶外運動愛好者喜歡的GPS軟件平臺。

2 巡航系統(tǒng)在野外流動地震監(jiān)測網(wǎng)觀測應用的關鍵技術

2.1 軟件安裝

到網(wǎng)上下載 OZI For PPC軟件，安裝在裝有 window for Mobile6.0操作系統(tǒng)的PDA手機上，直接運行軟件中的SETUP運行安裝程序，即可使用。

2.2 查找GPS接收機串口號

在PDA手機上用GPSView工具查找GPS的串口號。標意圖見圖2。

圖2 查看GPS接收器串口示意圖

2.3 OZI中GPS設備配置

在OZI For PPC軟件中的“文件”的“設置”GPS設置里，COM端口要與上述GPSView工具查找出的驅動程序的端口號相對應，否則會出現(xiàn)GPS通訊錯誤。其他參數(shù)選默認即可，見圖3。

圖3 GPS端口設置示意圖

2.4 準備地圖

方法1：

第一步：生成底圖

我們可以在 http：//map.sogou.com/上找到想要的地圖。然后“截屏”，存儲為gif格式或jpg格式。如果想要更詳細的地圖，可以把 sogou上的地圖分區(qū)域截屏，然后再用 photoshop拼接起來，總之第一步要得到底圖。

例如，我們要給廈門市做一個OZI地圖而準備的一個底圖，見圖4。

圖4 Google Map截取示意圖

第二步：校準地圖

（1）啟動 OZI Explorer，選擇 File＝>Load and Calibrate Map Image，然后選擇我們的底圖。在底圖上找到兩個比較明顯的標志，比如大的立交橋、路口等。總之，這兩個地標性位置比較容易在Google Earth上辨認出來。

注意，這兩個位置最好在水平和豎直方向上都有一定的距離。

例如，我們所選取的兩個位置，見圖5。

圖5 OZI軟件地圖校準示意圖

（2）在google Earth上找到這兩個地標的位置，并記錄下經(jīng)緯度坐標，例如：地標1∶24.078829，118.509151；地標2∶24.036782，118.570889，見圖6。

（3）將記錄下的地標 1和地標 2的經(jīng)緯度分別填入 OZI Explorer中Point1和Point2中。注意修改的為“東京”，選擇“E”。

（4）存儲map文件，點“Save”就行。

（5）如果你對精度要求較高，可較準更多的定位點。

方法2：

由于OZI軟件地圖資源極其豐富，可在網(wǎng)上根據(jù)我們的需求，如（福建省交通圖，擴展名為OZF2格式的）進行相關搜索，即可下載到熱心的網(wǎng)友為廣大網(wǎng)民配置好的相關地圖，經(jīng)實踐精度方面基本滿足我們巡航要求。

圖6 Google Earth上獲取較準點經(jīng)緯度信息示意圖

2.5 地圖路徑設置

在GPS定位以后，OZI能夠自動查找其地圖系統(tǒng)里的地圖庫。查找的目錄需要首先指定，否則即使GPS定位了也找不到地圖。在OZI For PPC軟件“文件”的“設置”里，其中的“地圖及數(shù)據(jù)文件”的“數(shù)據(jù)文件路徑”一項必須設定正確，見圖7。

圖7 地圖文件路徑設置示意圖

圖8 布設巡航點示意圖

圖9 保存、載入航點文件示意圖

3 應用實例

3.1 全省流動監(jiān)測點的導入（這里以流動地磁手段監(jiān)測為例）

在導入的地圖中按工具條中的添加航點功能，添加所需的監(jiān)測點信息，然后輸入點名及相關備注信息（如交通情況描述），接下去按編輯功能，輸入監(jiān)測點經(jīng)緯度，即可展布所需要的監(jiān)測點，見圖8。

3.2 保存航點文件及載入航點文件

在OZI For PPC 軟件“文件”的“航點”選項中，點擊“保存航點記錄文件”及“載入航點文件”選項，即可進行相應的功能操作，見圖9。

3.3 野外測量巡航

圖10 監(jiān)測網(wǎng)點巡航圖示意圖

GPS定位需要一定的時間，要在空曠的地方等一段時間。一旦GPS定位，OZI就從“地圖文件路徑”查找定位位置的所有地圖，并找到比例尺最小的一張地圖顯示定位，同時紅色箭頭代表GPS當前位置，就出現(xiàn)在地圖中。見圖10，箭頭頂點就是當前的位置。調入室內(nèi)展布的監(jiān)測網(wǎng)文件，查看當前實測情況。地圖可以進行簡單的放大或縮小。直接用放大比例或者“＋”/“－”都可以。OZI使用的是位圖，放大和縮小地圖會有失真。OZF2格式的地圖提供比其他格式更多縮小比例。OZI窗口信息相當豐富，左上角可顯示當前位置的經(jīng)緯度信息，窗口下方又有軌跡速度、真實方位、海拔等相關信息，比例尺可大至估測當前位置與施測點的距離。確實可為地震工作人員提供有用的地理信息，提高工作效率。

4 結論

通過此方法的應用，很好的解決了地震工作人員在測量工作中存在的過點漏測的情況，減輕地震工作人員的工作強度，提高工作效率，降低工作成本，取材容易，簡單而實用，經(jīng)實踐高效而實用適于推廣。

1 劉基余.全球定位系統(tǒng)原理及其應用［M］.北京：測繪出版社，1993.